以Fe为原料制备感光液 一、实验目的 1.学习利用盐类在不同温度下溶解度的差别来制备物质的原理和方法： 2.掌握合成NH4hFc(SO4h6HO、KF[(CzO4)]3HO的基本原理和操作 技术： 3.加深对铁（Ⅲ）和铁（Ⅱ）化合物性质的了解； 4.巩固水浴加热、冷却、结晶、重结晶、洗涤、干燥等基本操作。 二、实验原理 1.NH4hFe(SO4h6HO的制备 以铁屑或铁粉为原料，溶于稀硫酸制得硫酸亚铁溶液，然后加入硫酸 铵制得饱和溶液，经加热浓缩、冷却至室温后可得溶解度较小的硫酸亚 铁铵复盐晶体。 Fe+HSO,→FeSO,+H2↑ FeSO,+(NH)SO,+6HO(NH)Fe(SO,)6H.O 2.KFe[(C2O4)BJ3HO的合成 以硫酸亚铁铵为原料，与草酸在酸性溶液中先制得草酸亚铁沉淀， 然后再用草酸亚铁在草酸钾和草酸的存在下，以过氧化氢为氧化剂，得 到铁（Ⅲ）草酸配合物。主要反应为 (NH)Fe(SO,)+HCO,+2HFeC,O(NH)2 SO,+HSO 2FeCO.2HO+H2O+3KCO.+HCO2K[Fe(C:O.)s].3H2O 改变溶剂极性并加少量盐析剂，可析出绿色单斜晶体纯的三草酸合铁
以Fe为原料制备感光液 一、实验目的 1. 学习利用盐类在不同温度下溶解度的差别来制备物质的原理和方法； 2. 掌握合成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O、K3Fe[(C2O4)3]·3H2O的基本原理和操作 技术； 3. 加深对铁（Ⅲ）和铁（Ⅱ）化合物性质的了解； 4. 巩固水浴加热、冷却、结晶、重结晶、洗涤、干燥等基本操作。 二、实验原理 1. (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的制备 以铁屑或铁粉为原料，溶于稀硫酸制得硫酸亚铁溶液，然后加入硫酸 铵制得饱和溶液，经加热浓缩、冷却至室温后可得溶解度较小的硫酸亚 铁铵复盐晶体。 Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 FeSO4 + (NH4 ) 2 SO4 + 6H2O →(NH4 ) 2Fe(SO4 ) 2 •6H2O 2. K3Fe[(C2O4)3]·3H2O的合成 以硫酸亚铁铵为原料，与草酸在酸性溶液中先制得草酸亚铁沉淀， 然后再用草酸亚铁在草酸钾和草酸的存在下，以过氧化氢为氧化剂，得 到铁（Ⅲ）草酸配合物。主要反应为 4 2 4 2 2 2 4 2 2 4 2 4 2 4 2 4 (NH ) Fe(SO ) + H C O + 2H O → FeC O • 2H O +(NH ) SO + H SO 2FeC2O4 • 2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4 → 2K3 [Fe(C2O4 ) 3 ]•3H2O 改变溶剂极性并加少量盐析剂，可析出绿色单斜晶体纯的三草酸合铁
()酸钾 3.复盐硫酸亚铁铵[FSO4NH)2SO46HO]又称摩尔盐，是浅蓝绿色的 单斜晶体。它在空气中比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，溶于水但不溶 于乙醇。硫酸铵、硫酸亚铁铵和硫酸亚铁在不同温度下的溶解度见下表： 表1NH42SO4、FeSO47HO、NH42Fe(SO42-6H20的溶解度g100g水1 温度/°C 物质 10 20 3040 5060 7080 (NH4)2 SO4 73.075.478.081.0 88.0 95.3 FeSO47H2O 20.526.539240.248.6 (NH4)Fe(SO4)2-6H:O18.126.9 -38.5 53.4 73.0 4.K3Fe[(C2O4)]3H20的性质 KF[(C204)3]3H0是一种翠绿色的单斜晶体，在298K时，在100g 水中的溶解度为4.7g,110℃开始失去结晶水，230°℃开始分解。见光，高 温，强酸性条件下易分解，易溶于水，难溶于醇、醚、酮等有机溶剂，是 制备负载型活性铁催化剂的主要原料。· 5.盐析的原理 盐析一般是指溶液中加入无机盐类而使溶解的物质析出的过程。如： 加浓NH)2SO4使蛋白质凝聚的过程。 6.感光液制备原理 三草酸合铁配合物具有光敏活性，在紫外线的作用下，发生光化学反应， 产生二价铁，当二价铁与赤血盐相遇时产生滕氏蓝从而显蓝色
（Ⅲ）酸钾. 3. 复盐硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]又称摩尔盐，是浅蓝绿色的 单斜晶体。它在空气中比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，溶于水但不溶 于乙醇。硫酸铵、硫酸亚铁铵和硫酸亚铁在不同温度下的溶解度见下表： 表1 (NH4)2 SO4、FeSO4·7H2O、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的溶解度/g·(100g水) -1 物质 温度/°C 10 20 30 40 50 60 70 80 (NH4)2 SO4 73.0 75.4 78.0 81.0 ― 88.0 ― 95.3 FeSO4·7H2O 20.5 26.5 39.2 40.2 48.6 ― ― ― (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 18.1 26.9 ― 38.5 ― 53.4 ― 73.0 4. K3Fe[(C2O4)3]·3H2O的性质 K3Fe[(C2O4)3]·3H2O是一种翠绿色的单斜晶体，在298K时，在100g 水中的溶解度为4.7g, 110°C开始失去结晶水，230°C开始分解。见光，高 温，强酸性条件下易分解, 易溶于水,难溶于醇、醚、酮等有机溶剂，是 制备负载型活性铁催化剂的主要原料。. 5. 盐析的原理 盐析一般是指溶液中加入无机盐类而使溶解的物质析出的过程。如： 加浓(NH4)2SO4使蛋白质凝聚的过程。 6. 感光液制备原理 三草酸合铁配合物具有光敏活性，在紫外线的作用下，发生光化学反应, 产生二价铁，当二价铁与赤血盐相遇时产生滕氏蓝从而显蓝色
2Fe(C,0)r→2FC(C,0)'→2FeC,0,+2C0,+3C,0,2 K,[Fe(CNs]+FeC,O,→KFeFet(CW)s]滕氏蓝)+K,C,O 三、实验仪器与试剂 仪器：托盘天平，抽滤装置（水泵，布氏漏斗，吸滤瓶），烧杯(250mL,100 mL,100mL),水浴锅，表面皿，煤油温度计(0-100℃ 试剂：NH)bFe(S0h6H0,HS04(1.0molL),HCz04(饱和)，K,C04 (饱和)，KNO300.0gL'),乙醇(95%)，KF(CN)(5%)每实验 室准备一瓶)，H202(3%)。 四、实验步骤 1.硫酸亚铁铵的制备 称取3.0g铁粉，放在锥形瓶中，加入20.0mL3.0moL1HS04置于水浴 中加热反应，反应装置应靠近通风口（为什么会产生臭鸡蛋气味？）。 反应过程中，适当补充被蒸发掉的水分（尽可能维持原有液面刻度水平， 加热不要过猛，控制反应温度在70-80°℃)，当反应基本完全时，趁热过 滤。滤液转移至小烧杯或蒸发皿中。观察滤纸上残渣的颜色、状态。烘 干称量。 根据差量法大致估算反应掉的铁粉量，量取配置好的饱和硫酸铵溶液 在蒸发皿中搅拌均匀后水浴浓缩。蒸发浓缩值液面出现晶膜为止（浓缩 开始时可适当搅拌，后期不宜搅拌)。取出蒸发皿静置，冷却后减压抽 滤。用少量的乙醇洗涤晶体两次。取出干燥称量。 2.草酸亚铁的制备 称取5.0g硫酸亚铁铵固体放在250mL烧杯中，然后加15.0mL蒸馏水和
− − − ⎯⎯→ ⎯→ + + 2 2 4 2 2 4 3 * 2 4 3 3 2[Fe(C2O4 ) 3 ] 2[Fe(C O ) ] 2FeC O 2CO 3C O h 3 6 2 4 6 K2 2 4 K [Fe(CN) ]+ FeC O ⎯→ KFe[Fe(CN) ](滕氏蓝）+ C O 三、实验仪器与试剂 仪器: 托盘天平，抽滤装置(水泵，布氏漏斗，吸滤瓶)，烧杯（250 mL, 100 mL, 100 mL），水浴锅，表面皿, 煤油温度计(0-100℃) 试剂: (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，H2SO4(1.0 mol·L-1 )，H2C2O4（饱和），K2C2O4 （饱和），KNO3(300.0g·L－1 )，乙醇（95%），K3[Fe(CN)6] (5%) 每实验 室准备一瓶)，H2O2 (3%)。 四、实验步骤 1．硫酸亚铁铵的制备 称取3.0 g铁粉，放在锥形瓶中，加入20.0 mL 3.0 mol·L-1 H2SO4,置于水浴 中加热反应，反应装置应靠近通风口（为什么会产生臭鸡蛋气味？）。 反应过程中，适当补充被蒸发掉的水分（尽可能维持原有液面刻度水平， 加热不要过猛，控制反应温度在70-80°C），当反应基本完全时，趁热过 滤。滤液转移至小烧杯或蒸发皿中。观察滤纸上残渣的颜色、状态。烘 干称量。 根据差量法大致估算反应掉的铁粉量，量取配置好的饱和硫酸铵溶液 在蒸发皿中搅拌均匀后水浴浓缩。蒸发浓缩值液面出现晶膜为止（浓缩 开始时可适当搅拌，后期不宜搅拌）。取出蒸发皿静置，冷却后减压抽 滤。用少量的乙醇洗涤晶体两次。取出干燥称量。 2. 草酸亚铁的制备 称取5.0 g硫酸亚铁铵固体放在250 mL烧杯中，然后加15.0 mL蒸馏水和
5-6滴1.0moLH2S04,加热溶解后，再加入25.0mL饱和草酸溶液，加 热搅拌至沸，然后迅速搅拌片刻，防止飞溅。停止加热，静置。待黄色 晶体FC2042H2O沉淀后倾析，弃去上层清液，加入20mL蒸馏水洗涤晶 体，搅拌并温热，静置，弃去上层清液，即得黄色晶体草酸亚铁。 3.三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备 往草酸亚铁沉淀中，加入饱和KC2O4溶液10.0mL,水浴加热313.0K,恒 温下慢慢滴加3%的HO2溶液20.0mL,沉淀转为深棕色。边加边搅拌， 加完后将溶液加热至沸，然后趁热逐滴加入20.0L饱和草酸溶液，沉淀 立即溶解，溶液转为绿色。趁热抽滤，滤液转入100mL烧杯中，加入95% 的乙醇25.0mL,混匀后冷却，可以看到烧杯底部有晶体析出。为了加快 结晶速度，可往其中滴加几滴KNO溶液。晶体完全析出后，抽滤，用乙 醇10.0L分多次淋洒滤饼，抽干混合液。固体产品置于一表面皿上，置 暗处晾干。称重，计算产率。 4.感光液的制备 将0.5g三草酸合铁()酸钾溶于5ml蒸馏水中，滴加5滴K4Fe(CN)] (5%),搅拌均匀后，玻璃棒蘸取溶液在纸面上写字，在日光下观察。 五、实验思考 1.能否直接用三价铁制备三草酸合铁()酸钾，如FeCl,等？ 2.为什么在滴加H02过程中需要控制温度？ 3.滴加KNO3溶液起到什么作用？ 4.最后能否在析晶之前适当浓缩溶液？ 5.什么叫复盐？它与配合物有何区别？
5~6滴1.0 mol·L-1 H2SO4，加热溶解后，再加入25.0 mL饱和草酸溶液，加 热搅拌至沸，然后迅速搅拌片刻，防止飞溅。停止加热，静置。待黄色 晶体FeC2O4·2H2O沉淀后倾析，弃去上层清液，加入20 mL蒸馏水洗涤晶 体，搅拌并温热，静置，弃去上层清液，即得黄色晶体草酸亚铁。 3. 三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备 往草酸亚铁沉淀中，加入饱和K2C2O4溶液10.0 mL，水浴加热313.0K，恒 温下慢慢滴加3%的H2O2溶液20.0 mL，沉淀转为深棕色。边加边搅拌， 加完后将溶液加热至沸，然后趁热逐滴加入20.0 mL饱和草酸溶液，沉淀 立即溶解，溶液转为绿色。趁热抽滤，滤液转入100 mL烧杯中，加入95% 的乙醇25.0 mL，混匀后冷却，可以看到烧杯底部有晶体析出。为了加快 结晶速度，可往其中滴加几滴KNO3溶液。晶体完全析出后，抽滤，用乙 醇10.0 mL分多次淋洒滤饼，抽干混合液。固体产品置于一表面皿上，置 暗处晾干。称重，计算产率。 4. 感光液的制备 将0.5g 三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶于5 ml蒸馏水中，滴加5滴K4[Fe(CN)6] (5%)，搅拌均匀后，玻璃棒蘸取溶液在纸面上写字，在日光下观察。 五、实验思考 1. 能否直接用三价铁制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾,如FeCl3等? 2. 为什么在滴加H2O2 过程中需要控制温度? 3. 滴加KNO3溶液起到什么作用? 4. 最后能否在析晶之前适当浓缩溶液? 5. 什么叫复盐？它与配合物有何区别？
6.实验中为什么保持硫酸亚铁、硫酸亚铁铵溶液呈较强的酸性？ 六、实验报告要求 1.两次实验合写一份报告，题目为“以铁为原料制备感光液”。写一份完 整的综合实验报告，格式要求完整！！ 名称：（放中间） 实验目的： 实验原理：（自己归纳总结，要条理，说出实验操作用到的原理） 实验仪器：（试剂纯度、浓度：仪器规格型号要完整） 实验步骤：（步骤完整，自己真实的实验过程，量具要读数，过程状态） 实验现象解释 实验数据分析 误差分析： 实验方案的改进： 实验结论： 2.解释实验中出现的各种现象。 3.计算各部分中间产品及最终产品产率，高还是低？ 4.分析实验过程中的关键操作的实际情况对最终结果的影响，产生误差 的正负：分析要有理有据，不放空炮。 5.实验方案可有改进的地方？ 6.最后一次报告总分值占总报告成绩的25%
6. 实验中为什么保持硫酸亚铁、硫酸亚铁铵溶液呈较强的酸性？ 六、实验报告要求 1. 两次实验合写一份报告，题目为“以铁为原料制备感光液”。写一份完 整的综合实验报告，格式要求完整！！ 名称：（放中间） 实验目的： 实验原理：（自己归纳总结， 要条理， 说出实验操作用到的原理） 实验仪器： （试剂纯度、浓度； 仪器规格型号要完整） 实验步骤：（步骤完整，自己真实的实验过程，量具要读数，过程状态） 实验现象解释： 实验数据分析： 误差分析： 实验方案的改进： 实验结论： 2. 解释实验中出现的各种现象。 3. 计算各部分中间产品及最终产品产率,高还是低? 4. 分析实验过程中的关键操作的实际情况对最终结果的影响, 产生误差 的正负；分析要有理有据，不放空炮。 5. 实验方案可有改进的地方? 6. 最后一次报告总分值占总报告成绩的25%